On Improved Performance and Secure Data Management in Cloud Storage Services

Abstract

Aquesta tesi aprofundeix en dos aspectes crucials dels serveis d'emmagatzematge digital: l'emmagatzematge personal en el núvol i l'emmagatzematge d'objectes en el núvol. El primer enfocament se centra en els serveis d'emmagatzematge personal en el núvol, específicament en l'eficiència dels protocols de sincronització d'arxius. Aquests protocols són essencials per reflectir en un interval de temps prudent, els canvis realitzats en el sistema d'arxius local d'un usuari en el núvol. No obstant això, els protocols mal dissenyats poden generar un trànsit de xarxa excessiu, resultant en pèrdues financeres significatives i problemes de rendiment tant per als proveïdors de serveis com per als usuaris. Per abordar aquest problema, la tesi introdueix l'algoritme RSD que busca retardar estratègicament l'enviament de modificacions en el procés de sincronització amb el núvol. La segona part de la tesi aborda les limitacions actuals en les eines de protecció de dades per a serveis d'emmagatzematge d'objectes basats en el núvol. Proposa EGEON, un enfocament definit per software per millorar la seguretat. EGEON consta de dos components principals: un pla de control amb un controlador centralitzat per a l'aplicació de polítiques i l'orquestració de funcions, i un pla de dades amb funcions sense servidor que poden integrar-se en el flux de dades, incloent operacions de xifratge. Aquesta estructura permet una gestió de seguretat dinàmica i flexible, protegint les dades digitals contra amenaces externes i internes.

Esta tesis profundiza en dos aspectos cruciales de los servicios de almacenamiento digital: el almacenamiento personal en la nube y el almacenamiento de objetos en la nube. El primer enfoque se centra en los servicios de almacenamiento personal en la nube, específicamente en la eficiencia de los protocolos de sincronización de archivos. Estos protocolos son esenciales para reflejar en un intervalo de timepo prudencial, los cambios realizados en el sistema de archivos local de un usuario en la nube. Sin embargo, los protocolos mal diseñados pueden generar un tráfico de red excesivo, resultando en pérdidas financieras significativas y problemas de rendimiento tanto para los proveedores de servicios como para los usuarios. Para abordar este problema, la tesis introduce el algoritmo RSD que busca retrasar estratégicamente el envío de modificaciones en el proceso de sincronización con la nube. La segunda parte de la tesis aborda las limitaciones actuales en las herramientas de protección de datos para servicios de almacenamiento de objetos basados en la nube.Propone EGEON, un enfoque definido por software para mejorar la seguridad. EGEON consta de dos componentes principales: un plano de control con un controlador centralizado para la aplicación de políticas y la orquestación de funciones, y un plano de datos con funciones serverless que pueden integrarse en flujo de datos, incluyendo operaciones de cifrado. Esta estructura permite una gestión de seguridad dinámica y flexible, protegiendo los datos digitales contra amenazas externas e internas.

This thesis delves into two crucial aspects of digital storage services: personal cloud storage and cloud object storage. The first focus is on personal cloud storage services, specifically targeting the efficiency of file synchronization protocols. These protocols are essential for timely reflecting the changes made in a user's local file system in the cloud. However, poorly designed protocols can lead to excessive network traffic, resulting in significant financial losses and performance issues for both service providers and users. To address this, the thesis introduces the RSD algorithm that aims to strategically delay the sending of modifications in the synchronization process with the cloud.

The second part of the thesis addresses limitations in data protection tools for cloud-based object storage services. It proposes EGEON, a software-defined approach to enhance security. EGEON consists of two main components: a control plane with a centralized controller for policy application and function orchestration, and a data plane with serverless functions for data flow integration, including encryption operations. This structure allows for dynamic and flexible security management, protecting digital data against external and internal threats.